泰定五年(1328年)二月，泰定帝改元“致和”。致和元年(1328年)七月初十，泰定帝也孫鐵木兒駕崩於上都，享年三十六歲，葬於起輦谷。泰定帝去世，帝位本來應該由他的皇太子，九歲的阿速吉八繼承，但身爲左丞相的倒剌沙利用太子年幼，不即擁立，擅權自恣，獨行獨斷，天怒人怨，衆叛親離。過了一個月仍不立新君，對此，朝野議論紛紛，朝內也是一片混亂。當時武宗海山的舊臣十分同情周王和世瑓的不幸遭遇，認爲泰定帝也孫鐵木兒的帝位得國不正，偏離了正統。此次帝位的傳承應該還給武宗之子和世瑓。
因爲根據當年“武仁授受”的君子協定，仁宗愛育黎拔力八達去世後，繼承皇位的應該是武宗海山之子和世瑓。但是由於太皇太后答己和權臣鐵木迭兒的干預以及仁宗禁不住權勢和利益的誘惑，違背了這個協定，還下令將和世瑓封爲周王，並令他去鎮守雲南，改由自己的兒子碩德八剌作爲太子，也就是後來的元英宗。留守大都的僉樞密院事燕鐵木兒本是武宗的舊臣、欽察部功臣土土哈之孫。成宗與武宗時期的名將牀兀兒就是燕鐵木兒的父親，他因抵禦海都有功，被封爲句容郡王。所以，燕鐵木兒也隨之受到了武宗海山的重用。
燕鐵木兒身受武宗寵拔之恩，自然希望皇位能夠重新回到武宗後代的手中，於是與留守大都的安西王阿剌忒納失裏、其父妃公主察吉兒等聯合，利用自己“環衛大都”的權力以及家族世代掌握能征善戰的欽察衛，並調動其他各衛宿衛軍，募死士、買戰馬，在八月初乘機發動政變。八月初，倒刺沙以正統自居，發兵分道進攻大都。燕鐵木兒迅即在遷民鎮(今河北秦皇島市山海關)、古北口、居庸關等地增加駐軍。二十五日，古北口守將脫脫木兒於宜興(今河北承德西北)擊敗上都宗王失刺部，斬詹事欽察、平章乃馬臺。
九月初，燕鐵木兒遣弟撒敦於榆林(今北京昌平西北)襲敗上都樑王王禪、右丞相塔失鐵木兒。之後阻擊來自遼東的上都宗王也先帖木兒、平章禿滿迭兒於薊州(今天津薊縣)東流沙河。倒剌沙指揮軍隊，兵分四路對大都實施包圍形勢緊急之下，燕鐵木兒對同黨說:“皇上病故，太子尚幼，國家須擇立長君，英宗已不當立，大行皇帝，更是旁支，今日宜正名定分，迎立武宗嗣子，機不可失，時不再來。當時由於武宗海山的嫡長子周王和世瑓遠在漠北，嫡次子懷王圖帖睦爾在江陵居住。他們的策略是:先迎懷王入都，安定人心，然後再迎周王，重複仁宗朝的故事。
燕鐵木兒通過一番密謀和武力運作，一邊控制內廷，穩住百官;一邊派心腹，乘着快驛，迎懷王圖貼睦爾於江陵;一邊還在大都放出空氣，說周王、懷王都派信使來報，說都已動身前往大都。這個時候的燕鐵木兒緊張得幾天幾夜不敢入睡，坐以待旦。圖貼睦爾來到大都，燕鐵木兒等就請他繼承大統，懷王圖貼睦爾說:“登大位者應該是兄長，現在兩都之戰尚未平息，暫來監國，等兄長到，再請即位。”到了九月份，燕鐵木兒約了諸王大臣，再三上書，請懷王早登大位，以安天下。
懷王依然是再三推辭，燕鐵木兒說:“人心向背，間不容髮，現在兵戈未息，神器不可久虛，天下不可以無主;不速登大位，不足以穩定人心。”五天之後(致和元年9月13日)，懷王圖貼睦爾，在大都大明殿稱帝，改元“天曆”，這就是元文宗。燕鐵木兒因擁立之功，被封爲太平王、中書右丞相，加開府儀同三司、上柱國、錄軍國重事、兼修國史，佔據了當時大臣中最高的名分與權位;而柯九思也被授予典瑞院都事，秩正七品，主要掌管瑞寶和禮用玉器，他從一名白衣儒士成爲了元朝的一名官員，並且可以侍奉在皇上身邊。
與此同時，上都那邊，丞相倒剌沙感到形勢緊迫，急忙擁立9歲的皇太子阿速吉八即位爲帝，改元“天順”，是爲天順帝。元文宗圖貼睦爾和天順帝阿速吉八分別在大都和上都即位，就好像是天上同時出現了兩個太陽，隨後雙方爆發了一場短暫的內戰，是爲“兩都之戰”。倒剌沙擁立阿速吉八繼位後，立即派遣樑王王禪、右丞相答矢鐵木兒、御史大夫紐澤、太尉不花等率軍分路南進，破居庸關，進昌平，直逼大都。面對上都的進攻，大都的大將、僉樞密院事燕鐵木兒急忙與其弟撒敦、兒子唐其勢等率軍迎戰，王禪等屢敗兵潰。
十一月，燕鐵木兒的叔父、東部蒙古元帥不花帖木兒夥同齊王月魯帖木兒統兵圍困上都，倒剌沙屢戰皆敗，見形勢危急，被迫開城門捧着帝璽出城投降，圖帖睦爾兵入上都，進宮搜捕，后妃等人都在，唯獨不見天順帝阿速吉八。關於阿速吉八的下落，漢文史料無載。《黃金史》和《恆河之流》等蒙文史料均記載阿速吉八死於此戰亂，而據元代藏文史料《紅史》記載，阿速吉八爲齊王月魯帖木兒所殺。因爲泰定帝、天順帝父子被視爲非法君主，沒有上漢文廟號和諡號及蒙古汗號，甘麻刺亦被剝奪了“顯宗”廟號，並撤出他供奉在太廟的神主。
泰定帝的后妃也被通通送給燕鐵木兒爲妻妾。兩都之戰削弱了蒙古貴族的統治力量，上都方面參戰者主要是隨駕怯薛、宿衛軍隊，其核心部分是由蒙古、色目成員組成的，戰爭指揮者也多是蒙古、色目貴族。如遼王脫脫、樑王王禪、國王朵羅臺、陽翟王太平、湘寧王八剌失裏、諸王也先帖木兒及忽刺臺、駙馬孛羅帖木兒以及“用事”之臣蒙古答失、雅失帖木兒、鈕澤等。這些人或在戰場上被殺，或被擒處死，其子孫也被流放到邊遠地區，晉王甘麻刺一系勢力退出政治舞臺。
